科华UPS电源YTA1000

随着市场自动化、信息化地大力发展，每个行业对电力需求越来越严格，对电力保护要求越来越高，科华UPS电源作为**供电稳定性和连续性的重要设备，已广泛应用到各个领域。UPS电源发展至今，市场上有着各种各样的机型，其中工频机、高频机、模块化、后备机型是目前UPS电源市场上常见的四种机型，小编从基本原理及应用特点介绍一下，其中常用的3种机型，进行各项指标对比，以供用户选型参考。
我们先明确下高频机、工频机的定义。国外没有高频机工频机的说法，他们定义有变压器型和无变压器型UPS，即Transformer UPS和Transformer-less UPS。国内以整流器的调制频率来区分，整流器的调制频率为工频(50Hz)调制的，定义为工频机，整流器采用高频(上千Hz)调制的，定义为高频机。
另外UPS从外形结构上来区分的话，**架式(Rack type UPS)、模块化(Modular UPS)和塔式(Tower type UPS)机型。这个相对比较好了解，便于安装在标准服务器或网络机柜里面的UPS电源通称为机架式UPS电源，功率单元、旁路切换单元采用模块化结构组成的机型称为模块化UPS电源，整流逆变均是按规定功率设计的整体机型称为塔式机型。通常所说的高频机和工频机指塔式机型,机架式UPS只是把小功率(小于20KVA)的塔式机型的物理结构调整以适合机架安装，小编在这里不对机架式UPS电源介绍了，下篇文章着重见一下机架式ups电源。
一、科华ups电源工频机
工频UPS即基于变压器输出的UPS,使用SCR晶闸管器件作为整流器元件，整流器调制工作频率与电网频率(50Hz)一致，这种机型称为工频机。工频UPS由整流器、逆变器、静态旁路、维修旁路、输出变压器组成。输出变压器是UPS电源的必要组成部分,起升压作用。因为UPS的整流、逆变的两次变换均为降压环节(SCR的管压降),所以在UPS输出之前必须有一个环节用于升压,这个输出变压器就是用来实现这一功能的。
常见工频机有2种机型，6脉冲工频整流和12脉冲工频整流机型，
12脉冲整流工频机是在6脉冲的基础上再增加1个6脉冲整流器和一个移相变压器，这样能够带来更优的整流参数指标，与比6脉冲整流相比，12脉冲整流在输入功率因数和谐波电流THDi参数指标上有明显优势，
目前工频机在市场上逐渐萎缩，特别是在数据中心和通讯机房，已经逐渐被高频机、模块化UPS所代替。工频机也有其自身特点，在工业领域，尤其是石油石化、化工、制造等行业，工频机仍然是主角，在整个UPS行业，工频机市场占有率保持在30%以上。
二、科华ups电源高频机
高频机又有3种常见类型，在90年代后期，一种在SCR整流后端增加BOOST升压斩波电路，将直流提升到UPS输出所需的电压，从而省掉了输出变压器。可以简单理解为以直流升压取代了之前工频UPS变压器的交流升压，这样不但成本更低，把UPS体积和重量大大降低，可以说是UPS内业重大技术革新。这种无变压器的UPS,虽然整流器的前半部分仍然SCR器件，但其整流后半部分包含IGBT高频升压斩波电路，从国内的定义上来看，这也属于高频机。目前这种BOOST升压斩波高频机型已越来越少，只有一些中小功率UPS会继续采用。
随着电力电子功率器件和UPS控制技术的不断发展，先后出现全IGBT机型和全IGBT+输出隔离变压器机型，即IGBT整流+IGBT逆变无变压器机型和IGBT整流+IGBT逆变有变压器机型，其整流器采用高频调整方式，调制频率一般都是上千Hz。
高频机的特点是无变压器，体积小重量轻，功率密度大，整机效率高，输入谐波电流小，因此其发展前景更被看好，高频化是电力电子发展的趋势。但从应用情况来看，高频机在环境适应性和抗冲击能力上仍然不及成熟度更高的工频机。
随着社会供电环境对绿色电源和节能降耗的产品需求不断增加,高频IGBT整流UPS电源技术有了很大发展,IGBT器件的可靠性和稳定性也有了很大的发展，到现在已经越来越多的用户选择高频机，特别是在数据中心领域、金融、通讯领域高频机已是用户机型。
三、科华ups电源模块化机型
模块化UPS是把高频UPS的功率部分单独做成一个个功率模块，然后每个模块并联输出，另外旁路切换模块和控制单元也做成模块单元，这样整台UPS就是一个个模块叠加而成。模块化UPS的特点是，功率部分很*实现冗余功能，只要UPS带载功率富余量大于单个模块功率，UPS功率部分即可实现“N+1”冗余，从而提高UPS供电的可靠性。模块化UPS还有个好处就是可用性高，当某个模块故障时，直接更换模块，维修时间非常短，维修非常方便。另外，模块化UPS还经常提到“边成长边投资”的模式，即用户可以在初始建设时购买较少的功率模块，在业务增长用户设备增加后再购买功率模块进行UPS扩容。
在高频机出现不久后，科华模块化UPS就应运而生，模块化UPS从理论上来说也是高频机的一种，只是其结构与普通高频塔式机型差别较大。模块化UPS对并联控制技术要求比较高，早期的模块化UPS故障率偏高，每次维修更换模块成本不低，因此选择模块化UPS的用户很少，不是市场的主流。但随着并联控制技术逐渐成熟，模块化UPS可靠性逐渐提高，而其率和高可用性的特点逐渐被市场认可，尤其是科华携模块化UPS重现UPS市场，*带动模块化UPS高速发展，其市场占有率直线上升，特别是在IDC信息机房、金融等领域，已和高频塔式机不分上下。

UPS电源分为两种类型，分别是高频UPS和工频UPS。目前UPS的发展方向是高频机型UPS替代工频机型UPS,高频UPS电源不仅取消了笨重的变压器，在效率方面也是提高了近5%。通俗的讲，就是含有逆变器输出变压器的UPS称为工频机，没有逆变器输出变压器的UPS就是高频机。 
高频UPS电源和工频UPS电源有什么不同? 
  通俗的讲，就是含有逆变器输出变压器的UPS称为工频机，没有逆变器输出变压器的UPS电源就是高频机。高频机通常采用IGBT进行高频开关整流，同时完成功率因数校正的功能。而工频机都是采用晶闸管进行全控桥整流，对电网具有较大的谐波污染。高频UPS电源因为没有了输出变压器，节省了资源、减轻了重量、提高了效率，是节能环保的机型，也是发展的趋势。世界上主要的UPS厂家都推出大功率的高频机。 
  ①定义不同 
  高频机：利用高频开关技术，以高频开关元件替代整流器和逆变器中的工频变压器的UPS电源，俗称高频机，高频机体积小、效率高。 
  工频机：采用工频变压器作为整流器与逆变器部件的UPS电源俗称工频机，主要特点是主功率部件稳定可靠、过负荷能力和抗冲击抗干扰能力强、带负载能力强。 
  ②高频UPS电源不带隔离变压器，其输出零线存在高频电流，主要来自市电电网的谐波干扰、UPS整流器和高频逆变器脉动电流、负载的谐波干扰等，其干扰电压不仅数值高而且难以消除。而工频UPS电源的输出零地电压更低，而且不存在高频分量，对于计算机网络的通信安全来讲，更加重要。
③高频UPS电源体积小、重量轻，价格低适合单个工作点的小功率设备保护，对干扰不敏感的设备和可靠性要求不很高的场合。而工频机适合所有设备保护，无论是网点设备还是IDC(数据中心)，可靠性较高，但工频机有体积大、重量重、价格高等缺点。 
  ④工频UPS电源采用可控硅整流，逆变后需通过变压器升压才能正常供电，故有输出隔离变压器，因此体积也比较大，适合大功率供电。高频UPS电源采用IGBT整流和逆变，*输出变压器升压，故没有输出隔离变压器，因此体积也比较小，适合小功率供电使用。 
  工频UPS电源的特点以及性能 
  工频机单进单出UPS电源突破了UPS行业的技术瓶颈，以的数字电路系统替代了传统的模拟电路，实现了非凡的创新。在数字电路模式下，高速微控制器和可编程逻辑器件对电路控制、参数设定和运行管理更加，自检和自侦测功能更加强大。全程采样技术不仅有利于对电路板上的所有独立电路连接进行自检和故障分析，更能经数码变换为较度**和稳定的正弦波电压，确保系统**稳定运行。 
  工频UPS电源导入了的智能化电池管理系统，可根据用户电池配置自动调整电池的充电电流参数，并根据供电环境对电池进行均充浮充转换、温度补偿充电和放电管理。采用全数字化控制技术，实现多台UPS并联冗余功能。 
  工频UPS电源高精度SMD技术MD系列改变了传统的插入式电路处理工艺，全部采用高精度SMD技术，既省空间，又彻底消除传统UPS电路中的脚刺，便于提高集成电路的安全运行，同时提高可靠性和运行精度。 
  高频UPS电源的特点以及性能 
  高频UPS又称模块化高频UPS电源，这种UPS主要采用采用抽屉式高智能模块化设计，可通过增减柜内UPS模块来满足功率输出输入及可靠性要求，具有较大的弹性，实现性价比。具有易插拔功能，不仅可以通过增减机柜内的模块来满足功率输出及可靠性要求，只要冗余允许还可以在线进行维护，实现零维修时间。采用全数化控制技术，集中了当今电力电子和自动控制领域的技术成果，是UPS行业技术革命的一块里程碑。 
  模块高频机采用了的两段式三阶段充电方法，阶段大电流恒流充电，快速回充约90%的电量;*二阶段脉动充电，可以均化电池特性并将电池完全充饱;*三阶段恒压维持，保证电量不损失。这样可以很好的兼顾快速充电与延长电池使用寿命的目标，为用户节省电池开销。 
  采用的无线并联控制技术，相比于有线并联减少了单点故障点(稳态工作时即使并联通信线故障也能正常工作)，更提高了可靠度。模块UPS高频机采用模块化设计及易插拔功能，由UPS模块、通讯模块、配电盘以及部分选装件再加上机柜组成。 
  从以上的比对中可以清晰的看出工频UPS电源在很多的方面优于高频机。对于可靠性要求较高的一些重要、关键部位的电源保护方案还应以工频机为。也正因为此，现在工频机呈现需求上升的趋势。在市电恶劣的环境下，工频UPS电源比高频机能提供更安全和可靠的保护，在某些场合如等，要求UPS有隔离装置，因此，对工业、、交通等应用，工频机是较好的选择。两者的选择要根据用户的不同、安装环境、负载情况等条件权衡考虑。 
  总结：以上就是工频UPS电源和高频UPS电源的几点，希望对你们有帮助。对电力品质和可靠性要求较高的地方，应使用工频机。反之，则可使用高频机。

*十一届UPS供电系统及其基础设施技术峰会暨用户满意度调查结果揭晓大会”中，智慧电能——厦门科华恒盛股份有限公司（以下简称“科华恒盛”）凭借旗下UPS产品的高性价比、电源方案的高可靠性和完善的市场服务体系等方面优势，荣获“用户满意奖”、“用户满意方案奖”和“**企业奖”三项年度。
针对科华恒盛获得此三项，给出的评价是：“科华恒盛适应需求而持续创新推出的产品和按需定制的解决方案，在用户心目中树立起满意的形象，其市场整合开拓能力、质量控制、服务水平等综合能力表现**，企业度高。”客观概括了科华恒盛在UPS市场中的地位和用户中的满意度。
作为中国的电源解决方案及服务提供商，科华恒盛始终坚持技术创新，以打造生态型能源互联网企业为目标，通过的技术、完善的工艺，根据国家政策、市场变化和用户需求持续推陈出新，不断研发出适应各行业应用的新产品和解决方案，其各系列UPS产品凭借高可靠性的设计、灵活的扩容与升级、按需定制的解决方案和高性价比，已经广泛应用于金融、工业、交通、通信、、*、教育、、电力、数据中心等各行各业，获得客户的高度肯定和青睐。
据悉，一年一度的UPS供电系统用户满意度调查活动，是由《UPS应用》杂志和业内机构共同组织进行，并携手多家媒体，结合媒体反馈、网络、现场调查、点评四种方式评选出上一年度用户信赖的UPS及其相关产品。该项调查活动以用户的口碑作为评判标准，是用户对UPS厂商的技术创新、节能、产品质量、服务水平等多方面的综合反映，调查结果在业内具有较高的性和公正性。

科华恒盛在通信储能系统的解决方案,整个储能系统在数据中心中的应用,科华恒盛的理解比较深。我们数据中心的板块从1989年至今,加上我们的系统数据。这是大数据云计算中心的中国发展概况,数据调查结果是2020年,IDC用电量将是2015年的2倍。数据中心的用电量规模庞大,以2000个机柜为例,以单个机柜3千瓦计算,耗电量一年将近5000多万度电,这是2000个机柜机房的数据规模。以单价为1元计算,如果PUE值为2的情况下,年用电费用将近1亿的规模。对数据中心来讲,运营费用、电费非常高。这么高的运营电费是值得我们考虑的地方,如何节省电费,这是我们储能和其他手段降低费用的重点出发点。
在储能方面的应用,由于我们主要做电源,所以我们长期用的是锂电池和铅酸电池。彭总介绍时,谈到锂电池和UPS应用存在的问题,特别是锂电池。锂电池的单体容量不大,整个系统的锂电池数量巨大,这么多数量,其可靠性、均衡性、扩充数量如何解决。
方案一,在应用角度分析比较深刻的是UPS在储能中的应用,储能型UPS加上峰谷运行策略,控制核心是调整储能电池充放电,大家看到比较多,我不详细介绍工作原理。彭总介绍了这种应用可能存在的隐患,它有可靠性方向的提升,主要展现在哪些方面?如电池可靠性提升,如果在座有通信行业或者机房的,一定知道原有通信领域,特别是中小机房里,UPS配套电池一两年都不会停一次电,这对中小机房管理不完善,根本不知道电池是好是坏。如果这个电池是坏的,买了这套不间断电源,真正需要用到时无法使用。我们曾经碰到一个项目,配了将近9组电池,由于9组电池一致性的不一样,导致所有电池停用了。这种应用的好处是每天放电充电,这种工况下,每天可以及时看到电池的状态和寿命值。这是直接的检验手段,平时重要的机房会配上BMS系统检测,这属于手段,从电压、内阻等方面检测电池。这个系统直接用放电来检验,一旦存在问题,电池可以及时发现,将其更换。在储能方面,类似建光伏电站,UPS的优点是不需要并网,只是用电,对负荷来讲的。大家做过储能或者光伏电站,我们要先做一套流程申请解决问题。
彭总的分析比较深刻,我简单举例说明。以1000个机柜的数据中心为例,按3kW单个机柜的功率,总功率为3000kW。UPS配置按70%的余量设计,总功率为4761kVA。如果原有UPS系统的投入将近200多万,蓄电池更换也需要200多万。调整为储能型,把容量配大、时间配长,原来15分钟,现在配为4小时,这是铅炭电池的配法。储能电池是2000多万,比原有系统增加了1815万的金额。如果峰谷差价是0.75元,电池单价为0.85元每瓦时,寿命期8年收益是3362.5万,寿命期8年利润是1547.5万,静态**率为10.37%。
方案二,这是相对个方案来看,这是UPS+PCS型应用,其优势是我这边不动UPS体系里的任何东西,按照原有的工作原理工作,不存在大家担心的问题。如果我延用旧电源系统,加上储能,可能有些UPS不适合。我可以增加储能PCS,并入电池管理系统中。如果原有电池够大,我可以增加SOC值。每天15%充放电对寿命不会产生影响,甚至可以延**命。其优点是不需要改造原有的UPS系统,可以进行电子放电。机房有双走线的供电方案,如果利用UPS进行供电,其中一台可以用于合拢放电,我不用负载放电,而是用PCS并到交流母线,再回到机房进行应用。减少平时电池合拢工作的很多问题,大家知道要对电池进行合拢,工作量非常大,危险性也比较高,大家不敢轻易动。智能化合拢放电对我们的维护管理有着较大的提升。
这些应用把储能型方案加入,加上锂电池的应用,锂电池的空间、能量密度是铅炭电池的1倍。数据中心常见的是面积、机房空间,其成本远远**房子的成本。如果空间减少了,这一定是比较大的好处。铅炭、锂电的循环次数足以支撑循环系统的过程,按一次的循环,可以达到13.6年的寿命值。系统中有很多不到10年左右,就得换UPS和系统。整个寿命可以支撑电源系统的应用。对于锂电池应用于机房里的应用,锂电池不太适合用于长期浮充,这对安全的危害比较大。每天循环,避免锂电池长期浮充的问题,
方案三,通信机房并网型储能方案,这跟普通的并网型方案类似。这是单纯的储能系统,(左图)这是常用通信机房的拓扑,这是市电加上机器,保证机房的应用。机房服务器一般会配置UPS做**,机房设备、空调、照明一般不会配UPS,机房不能没有空调,所以会配上发电机组。除了平时的削峰填谷,一旦电网停电,我的管理系统可以控制电网切开,用储能系统保证整个机房的运营电力**。它有一定的切换时间,对于空调、照明等设备。这种方案替代油机,减少噪音。油机让人的问题是难以维护好油机的可靠性。演练时,把电网断开,油机半个小时没起来,因为启动电池坏掉了。储能系统每天都在运行,这是并网型储能应用的方案。并网型储能应用的控制手段和切换技术。
关于机房柴油发电机组能量搬移测试方案,这是数据中心通信机房中常用的,发电机组、油机组,规范要求是每个季度把油机启动好,保证它能工作。一般机房不会把油机切到机房供电,油机出现问题,能否为机房提供**。很多机房用假负载的方式老化测试油机,每个季度执行将近1小时的发电。油机的电量、费用、噪音、维护的钱白白被浪费。我们的能量搬移方案替代假负载,作用是把油机发出来的电送到能量路由装置,再回到电网。油机老化或者测试的费用,形成能源再利用,减少能耗。这是数据中心用到的场合,我可以把能量路由器做成移动式的,比如移动通信或者其他大型数据中心,他们有很多机房,这是移动式的路由装置,充分利用路由能源装置。
这是对边缘地区或者无电地区的应用,利用光伏、油机、油光互补一体的系统。针对通信基站的设备或者用电情况,解决边远地区无电或者供电非常差的场合,进行储能系统的解决方案。通过控制器,形成了48V储能,形成48U用电负荷。这应该是常见的应用,这是我们目前应用,包括前面机房应用比较多的场合。
前面谈到的是科华恒盛在通信机房领域探索的五种解决方案。后一部分是科华恒盛在各个领域做的储能系统。这是梯次应用,变电站通信电池的应用,解决30个变电站的储能,30套PCS+EMS系统。很多应用要求铅酸电池用4、5年就要替换,很多时候电池是好的,有些电池很少使用,如果维护好,这个电池性能也是不错的。用了4年以上的电池,循环容量值可以达到90%以上。
2014年开始,我们在中国西部地区建设20-160KW的电源储能系统**。这是应用的典型拓扑。这是高海拔的应用,四川4410米储能分布式不同点的应用,**寺庙的照明、通信等。海外印尼货柜式箱式储能系统,包括光伏、储能一体的解决方案。像油田勘探等场合。这是1.2MW油光互补储能项目。用户侧的,像B类动力电池2MWh电池应用,保证削峰填谷电价差的获利。货柜式通信电源,针对现在货柜式的数据中心配套的通信储能应用的解决方案手段。这是40尺货柜1MWh系统应用。
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